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电气工程及其自动化

时间:2023-03-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:东南大学电气工程及其自动化专业可追溯到1923年创立的国立东南大学电机专业,至今已有80多年的办学历史,多位国内外知名的老一辈专家如吴大榕、严一士、周鹗、陈珩教授、冯纯伯院士等曾在本系长期工作或任教。2000年批准“电气工程”为一级学科博士授权点。电气工程及其自动化专业属国民经济发展的基础学科,一直是社会科技进步和经济发展反映最为活跃的学科,随着社会、科技和经济的发展,产生许多新兴学科。

电气工程及其自动化

电气工程学院

一、专业基本情况

东南大学电气工程及其自动化专业可追溯到1923年创立的国立东南大学电机专业,至今已有80多年的办学历史,多位国内外知名的老一辈专家如吴大榕、严一士、周鹗、陈珩教授、冯纯伯院士等曾在本系长期工作或任教。早在1960年代初就开始招收培养研究生,1978年恢复招收硕士研究生,1986年批准设立“电机、电力系统”学科博士点。1998年批准设立“电气工程”一级学科博士后流动站。2000年批准“电气工程”为一级学科博士授权点。在2003年进行的全国一级学科评估中,本学科综合排名位列全国第八。

80年来,本专业为国家培养了近8000名高级人才,为我国电力等行业的工业发展和科技进步作出了突出的贡献,涌现出一大批在各自工作岗位作出显著成绩的杰出校友,如中国工程院院士徐寿波教授、现任国家电网公司副总经理的陆启洲、陈进行等便是其中的杰出代表。

经过几代人的努力,本专业形成了优良的治学传统和扎实的办学基础,特别是经过“211”工程和“985”的建设以及近年来江苏省高等学校品牌专业建设点的培育,围绕培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的创新人才,提高本科教学质量的中心工作,积极稳妥地开展教学工作和教学改革,较好地完成了规划建设任务,在教学内容与方法的改革、师资队伍建设、教材建设、教学实践基地建设等方面取得了显著成绩,全面完成了品牌专业建设点的主要建设任务,走在我国电气工程及其自动化专业建设和改革的前列。

二、专业建设总体方案及完成情况

本专业建设的整体思路是:高起点、高目标、交叉、融合、创新,依托原有的专业特色和优势,以发展和创新的姿态,努力创建国内一流的品牌专业。建设目标是:以教育科学和管理科学为基础,遵循教育科学和大学生成才规律,培养出适合社会需求、引领社会发展的高素质、多样化、创新型人才,出版一批高质量的教材,在江苏乃至全国作出表率。

两年多的建设主要分三步来实现。第一步:在总结教学改革经验并对国内外著名大学同类专业调查和对比分析的基础上,进一步完善专业培养计划,确定和完善新的课程体系和教学内容,规划高水平实验室的建设方案,启动新教材建设、多媒体课件和网络课程、双语授课建设等工作。第二步:建立开放式教学模式,完成新教材的初稿,多媒体课件、网络课程试用,完成一批实验室的建设。第三步:出版多部教材,提高多媒体授课、双语授课的质量,建立一支稳定的高水平师资队伍,全面达到预期目标。

目前建设已跨入第三步。完成了“国家工科基础课程电工电子教学基地的建设”等部级、省级、校级教改项目10多项,获7项部、省级及以上教学改革成果奖。90%的课程采用了多媒体授课,本系开课课程双语授课比例达20%,出版教材15部,专著8部。建设了5个实验室和2个实验中心。每年招收160~200名本科生、90多名硕士研究生、20多名博士研究生。毕业生受到广泛欢迎,一次就业率连续多年达97%以上。现有47名专职教师,45岁以下教师具有博士学位的比例达60%,具有海外背景的21人。近年来承担的科研项目达150余项,获得部、省级以上科研奖励7项。

三、专业培养方案的修订和完善

电气工程及其自动化专业属国民经济发展的基础学科,一直是社会科技进步和经济发展反映最为活跃的学科,随着社会、科技和经济的发展,产生许多新兴学科。其他学科的发展也使这一古老的学科焕发出勃勃生机,信息技术、电力电子技术、计算机技术、通讯技术、自动控制等技术在电气工程领域得到了广泛应用,电气设备和系统的运行、控制、管理、设计、制造向电子化、数字化、集成化方向发展,高效益、市场化竞争又推动了学科的进一步发展。

2003年,在对专业发展和国内外大学课程体系调研分析的基础上,将电气工程及其自动化专业的培养目标确定为:培养掌握电工、电子、控制与计算机应用技术等基本理论和专业知识,具有人文、经济、管理等基本知识,具有较强的实践能力和创新能力,能够从事与电气工程有关的系统运行、工程设计、试验分析、研制开发、经济管理以及教育等领域工作的宽口径、复合型人才。新培养方案在1999年培养方案的基础上,又进行了大的修改,形成如下特点:

1.进一步打通“电气、电子工程”一级学科平台,减少了总学分数和课程门数,以大类学科基础课加上专业主干课程为平台构筑了电工电子系列课程、计算机与信息处理系列课程、电机与电能系统系列课程三大知识系列,建立了本专业最基本、最完整同时又是可持续发展的知识体系框架,真正体现了强弱电结合、软硬件结合、元件与系统结合。自从1997年宽专业实施以来,多数学校都采用“平台+模块”的方式安排课程体系,模块即是原来的二级专业,而我们2003年的新培养方案,变成了“大平台+选修课”模式,增加了学生选择的余地和适应将来工作的能力,成为兄弟院校学习的模式。

2.强调将实践与研究融入教学过程。增加了实践环节和课外科技训练学分。注重学生的创新,成立科技研究小组,鼓励学生参加各类竞赛。

新的培养方案在执行过程中将不断完善,根据教学中出现的课程衔接问题,及时调整课程安排顺序。根据新的科技发展不断加入新的选修课。

四、近年专业建设的重点内容与成效

1.不断进行教学改革,探索高质量人才培养的道路

两年多来,我系教师围绕大学生人才培养目标、教材建设、课件制作等共承担部级、省级、校级多类教学研究、改革、建设项目10多项,许多高水平教师投入到教学改革和教学创新工作中。

我系教师主持和参与了“国家电工电子基础课程教学基地的建设以及电子与电气信息类专业人才培养改革成果的整合与深化”等课题工作。基地建设将人才培养方案、系列课程改革、队伍建设与实验室等硬件环境建设作为一个整体,认真研究国际著名大学的培养方案和电气、电子信息学科的发展趋向,在课程内容、课程体系、师资队伍建设以及实验室建设等方面开展了一系列的工作,形成电工电子信息类教学平台。电工电子实验中心和一系列相关的实验中心在教学上发挥了重要作用,同时成为学生课外的创新实践基地。我系教师围绕平台课程,精心备课,采用多媒体和双语教学,很好地贯彻了基地建设的思想。

为了探索创新型人才培养模式,我们开展了“电气工程创新型人才培养模式的研究和实践”教改项目。以出人才为第一目标,在2003级创建试点班,努力使试点班的学生参加各类学科竞赛,参加率达100%,获奖率达到60%以上;全面改革教学内容,整合课程体系,推行研究型教学方法,因材施教,探索新的培养模式;建立一套完整的管理体系。试点班以点带面,起到示范作用,激起学生对电气科学理论的学习兴趣。组班形式是逻辑班,组班时机是入学后一年,班级人数控制在全年级人数的20%~25%,二年级末滚动一次。试点班必修课程同一般课程方案,必须完成任课教师的可选环节,达到任课教师所提出的较高要求,课程一般采用双语授课;限选理论性选修课程;必须完成所有课程设计和实践课程,且成绩至少为良好。在三年级第一学期通过面试和双向选择导师,进入导师课题小组,参加导师的研究课题讨论班,在导师的指导下,完成一些力所能及的科研工作。三年级下学期和四年级就可以选修研究生课程,从而可早成才,成优才。本试点班的开展激励了学生的学习热情。

为了鼓励年青教师参与教改工作,我系还拿出部分建设经费自设了教改项目,让更多的教师关心教改,提高教学水平。已有5项项目获得初步成果。

2.形成以教授为核心的教学团队,提高教师队伍的整体水平

名校之所以称为名校,主要是有一批有名的教授,而我系的名教授以年青人为主。我系45岁以下教师中有博士学位的比例达60%,国家杰出青年科学基金获得者1人,教育部优秀青年骨干教师2人。省级优秀骨干青年教师4名,省“333”工程培养对象3名,省“青蓝工程”学术带头人2名。55岁以下教授全部上本科生的课程。

近几年,采取引进与自我培养相结合,年轻教师中具有博士学位的人数大增。而且这些教师大多从国外归来,外语口语好,开设了多门双语课程。2004年我们以特聘教授的待遇引进了一名英国BOTH大学的教师,作为我系的教授。该教授已经接了多项课题,并已在本科生中开设讲座。

鼓励和选派教师出国进修、合作科研、参加国际学术会议或访问,是培养教师和提高教师水平的有效方法。通过“985”经费、科研经费及学校各项费用的支持,我系已有10人次教师参加了外语口语培训,每年有10人次左右的教师出国进修、合作科研、参加国际学术会议或访问。

以老教师或教授领衔,以一门课程或多门课程成立课程研究小组,发挥名教师的作用,带动年轻教师迅速成长。“电机学”课程是我系的一门专业基础课程,该课程研究小组经常研讨教学方法,修改教材。目前该教材将要修订出版,是教育部“十五”国家级规划教材。讲授该门课程的教授就达4名。

高水平的教师还以出版高水平的教材为重要标志。近年来,为了鼓励教师多出教材,我们拿出建设经费,专门奖励教师出教材,还经常联系出版社来我系召开座谈会,研究教材需求,签订出版合同。近年来,我系教师编写教材15部,专著8部。其中有2门教材是“十五”国家级规划教材。我系本科生培养计划6门专业主干课程有4门课程的教材是我系教师编写的。

3.加大投入,建设高水平实验室,以多种手段提高学生的实践能力

实践创新基地是教学改革和品牌专业建设的基础和保障。电气工程及其自动化专业的实验室建设依托校电工电子实验中心和校级罗克韦尔工业自动化实验室,进行了大量建设工作。

电工电子实验中心投入了近500万元,建设了电子技术实验室、系统编程技术实验室、通信实验室、计算机测量与控制实验室、电力电子实验室、计算机应用基础实验室、微型计算机系统实验室、软件工程与网络工程实验室8个实验室,构建了电工及电子信息类实验平台,可以完成本专业学生一至三年级有关电气、电子方面的实践教学、实践课程、理论课程实验及电子类综合课程设计和毕业设计等教学任务。实验平台还成为本科生工程训练的基地,使学生了解电子系统和产品的技术动态、技术水平、工艺过程;为学生提供电子系统设计、制作、调试、测试等工程训练的实践过程。实验平台成为当代电子信息先进技术展示平台和技术培训推广基地,成为创新人才培养基地。利用实验平台,采用理论教学与实践教学相结合、教师指导与自主学习相结合、创新与科学研究相结合、课堂教学与课外创新实践活动相结合,培养了学生知识的综合运用能力和创新能力。

东南大学罗克韦尔自动化实验室挂靠在电气工程系,以电气工程系为主负责建设与管理。近年来,学校新投入100万元,在电气工程系的具体组织安排下,在自动控制系、机械工程系等兄弟院系的积极配合下,经实验室工作人员的辛勤努力,以罗克韦尔自动化捐赠的设备为基础,完成了多种实验装置与系统的研制与开发,建设了工业自动化测量控制系统的集成性控制平台,为高年级本科生开设了“PLC基本输入输出实验”,“PLC计数器、定时器控制实验”,“PLC算术及逻辑指令实验”,“模拟交通灯实验”,“液位控制实验”,“电机软启动实验”,“设备网控制实验”等教学实验,为电气系四年级学生开设课程设计,承担了近百名学生的毕业设计,组织学生开展创新活动并获得学校奖励,为广大师生在工业自动化领域的理论学习、工程实践创新提供了良好的条件和环境,为他们今后的工作打下了坚实的基础,对我校高素质人才的培养起到了十分重要的作用。

近年来,我系还投入近100万元,改造了电机实验室、系电力电子实验室、系计算机实验室,新建设了现代电力系统综合仿真实验中心和电力电子应用仿真实验室,保证了高年级学生课程实验和创新实践的需要。已规划了新的、能满足实验和研究需要的电机实验室、电力电子实验室和电能系统综合实验室,随着我校九龙湖校区的建设,2006年9月即可投入使用。

教师一对一的与学生的交流是培养学生创新能力的一个好的方式。近年开展的大学生科研训练计划(SRTP),增加了老师与学生的沟通。近3年,我系近200位学生参加了近60项SRTP项目,二十多位教师参与了指导,多项成果获得奖励。毕业设计也是一个重要的环节,学生有近一个学期的时间与教师朝夕相处,直接参与到教师的科研项目和教改课件等工作中,得到理论知识、动手能力、工作态度等的熏陶。多年来,我们坚持一个教师指导六名以下的学生毕业设计,一人一题,90%的课题来自工程实际。

加强对外交流,走出去、请进来,开阔了学生的视野。近年来,我们邀请外国专家和国内高校、企业成功人士举办讲座20多场。

我们还建立了十多个稳定的校外实习基地,保证了有关认识实习和生产实习的需要。生产实习由集中实习改为分散实习,现在又改回集中实习,提高了实习效果。为了体现我系的“强电”特色,多年来,我们坚持在校内电机实验室,每人设计、组装一个小电机,通电实验直到旋转,并测量有关参数,组装电机的同时还参观有关生产厂家,使学生的实践能力得到了提高。

我系还加强与世界知名大学的合作办学,选派学生到德国亚琛工业大学、新加坡理工大学、日本爱知工业大学、香港大学、香港理工大学、澳门大学短期学习或攻读硕士、博士学位。我系还接受了德国亚琛工业大学多名学生来我系学习。

4.重视教与学的每个环节,教与学形成良性互动

多媒体教学、网络教学、双语授课,是近年来推行的先进的教学手段,学校、系、教师都给予了高度的重视,并投入大量精力建设和实践。多媒体教学和网络教学是一个辅助手段,其须与传统教学方法和灵活生动的讲解有机结合。双语授课需要适当稳妥地开展,有条件用英语授课的老师才能进行双语授课,一切以提高教学质量为前提。近年来,我系90%的课程采用多媒体授课,双语授课达5门,占我系开课课程的20%。

校、系二级教学督导组,系教学委员会,学生辅导员、班主任制度保证了教与学两方面的每个环节处于良性发展状态。本科教学日常监控从短学期实践环节检查——长学期第一周的大密度检查——第二周起督导组、系领导开始听课——第七周到第十周的期中教学检查——第十五、十六周的学生评教活动——第十七、十八周大密度的考场巡查等,覆盖了教学全过程,做到了有检查,有反馈,实现了对教学活动过程的连续监控。特别是期中教学检查,分别召开学生和教师座谈会,及时发现教学过程中的问题,并及时纠正。学生网上评教结果作为教师晋升职称、评奖荐优的重要参考。

教学秩序的稳定,保证了教学质量的稳步提高,近年来,我系学生大学英语四级通过率平均达93.4%,六级通过率达40%,考研录取率达25%,获校级以上各类竞赛奖项50多项,2001年顾菊平同学获得第七届全国“挑战杯”一等奖。许威同学获得“2003年国际数模赛”特等奖。学生就业率多年连续达97%以上,供需比1∶20。本专业培养的学生目前有两名担任国家电网公司的副总经理,大量毕业生担任华东电网公司、上海市电力公司、江苏省电力公司、安徽省电力公司、国电南瑞、国电南自等部门的总经理或副总经理。江苏省13个市级电力公司,每个电力公司都有我系毕业生担任主要领导职务。另有多名毕业生任教育部重点高校的校长级领导。许多毕业生活跃在江苏省内高校的同类专业教学、科研第一线。

五、专业建设完成情况分析

本专业整体建设,以探索培养21世纪创新人才模式、建立高水平师资队伍、建设创新实践基地和新型教学管理模式为工作重点,基于一级学科博士点和博士后流动站,人才培养与学科建设一体化,教学与科研相结合,紧跟时代的发展,培养出受社会欢迎的创新型人才。本专业建设目标明确,教育教学理念先进,改革思路清晰。全国一级学科评估排名第八,在电机学科和电力系统学科方向具有显著优势和特色。本专业的建设、人才培养的质量在江苏省内已达到领先水平,达到了国内一流水平,具有很高的社会声誉。

科学地制订了新的专业人才培养方案。根据学科发展,不断完善人才培养方案,由各课程和课程群进行了课程体系和教学内容的优化。所形成的人才培养方案构建了“大平台+选修课”模式,建立了本专业最基本、最完整同时又是可持续发展的知识体系框架,真正体现了强弱电结合、软硬件结合、元件与系统结合。强调将实践与研究融入教学过程,增加了实践环节和课外科技训练学分。突出了东南大学电气工程学科特色,注重知识、能力和素质协调发展。方案可操作性强,实施效果优良。

专业建设经费逐年增加。经费投入和使用情况见表1。近年来已投入经费近780万元用于教材建设、实验室建设、系青年教师培训等。我校“985”二期项目即将开始,我系将有600万元经费用于学科建设和专业建设。我们可保证今后每年的专项投入经费数额在100万元以上,用于青年教师进修、教学实验室建设、双语教学课程建设和学生实践基地建设等专业建设工作。

表1 经费投入和使用情况

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续 表

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对于教材建设,鼓励使用原版教材,使用电子教案,鼓励编写高水平、具有科研案例的教材,争取获得省、部级优秀教材奖。近5年,我系教师编写出版教材15部,专著8部。其中有2门教材是“十五”国家级规划教材。我系本科生培养计划6门专业主干课程有4门课程的教材是我系教师编写的。使用原版教材教学的有6门课程。

有关师资建设、实验室建设和创新基地建设和教学管理建设都圆满地完成了任务。

我系是教育部电气工程及其自动化专业教学指导委员会副主任委员单位。2004年我系成功召开了第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会,会议代表250多人,代表了全国100多所高校,发表论文170余篇,会后还在《电气电子教学学报》上发表了电气工程专辑,收录论文50余篇,本次会议既宣传了我校的教学改革成果,也获得了兄弟院校的办学经验,扩大了我们的办学思路。我校的办学模式成为兄弟院校公认的先进模式。

通过对以上成果分析,东南大学电气工程及其自动化专业已符合江苏省品牌专业建设点验收的各项要求。

六、专业特色

经过多年的努力,东南大学电气工程系形成了优良的学术传统和扎实的办学基础,特别是经过“十五”的建设和近年来的建设点培育,在办学体系、学科体系、师资队伍、严格管理等方面形成新的特色。

1.科学的培养方案,可持续发展的知识体系

多年来,我系教师持续深入地开展面向21世纪的教学改革,自觉积极探索人才培养规律,依靠对学科发展的把握,构筑科学的人才培养方案。根据大专业设置,我系率先进行了宽专业的课程设置,编写了相应的教材,并在实践中不断更新提高。强电知识和应用是我系培养学生的特色,加上有关电力电子、计算机、检测等方面知识的增加,以及创新实践的培养,我系毕业生的就业面大大拓宽,如有关通讯公司也非常欢迎我系的毕业生。

2.完整的学科体系开拓了教师和学生的视野

电气工程系1998年被批准设立“电气工程”一级学科博士后流动站,2000年被批准设立“电气工程”一级学科博士授权点,原一级学科下包括“电机与电器”、“电力系统及其自动化”、“电力电子与电力传动”、“高电压与绝缘技术”、“电工理论与新技术”等5个二级学科。近年来我们又增设了“应用电子与运动控制技术”、“电气信息技术”、“新能源技术”等3个二级学科。完整的学科体系开拓了教师和学生的视野,并将科学技术的发展及时反馈到教学中。

3.一流的师资队伍和办学体系

通过自己培养与引进相结合,已经形成了一支学历层次高、学术思想活跃、结构合理的学术队伍。老、中、青教师比例适当,45岁以下有博士学位的教师比例超过60%,国家杰出青年科学基金获得者1人,教育部优秀青年骨干教师2人,省级优秀骨干青年教师4名,省“333”工程培养对象3名,省“青蓝工程”学术带头人2名。近5年,承担了50项国家、部、省级以上研究课题,完成30项,在研20项,取得了多项创新性成果。无论是承担的课题层次还是成果的水平都有较大提高。目前在研20多个部省级以上项目中,国家自然科学基金7项(含重点课题1项),国家“863”和“973”课题2项。取得发明专利5项,在国内外核心期刊发表论文近500篇,其中SCI收录20多篇,EI收录200余篇。获部省级以上科研奖励11项。

高层次和完善的教学设施、实验室设施以及丰富的图书资料和网络助学条件,保证了教与学的顺利开展。

4.严格的教学管理

严格的教学管理是教与学按时按质完成的保证。这既是办学所必需的,也形成了我们办学的特色。使用计算机管理系统,实现了教学文件、教学过程、学生成绩、教学评比等管理工作的自动进行。以系教学委员会、系教学督导组控制教学各环节,保证了教学质量。系教学督导教师不仅参加听课,还参与对青年教师的指导和培养,在保证教学质量的同时也提高了师资水平。

七、存在的薄弱环节和改进措施

本专业的建设、人才培养的质量在江苏省内已达到领先水平,达到了国内一流水平,2004年本科生招生学生成绩达到江苏省前4000名水平。但是本专业的建设与国内外顶尖水平相比,以及与江苏省高等学校品牌专业的建设标准相比,还存在一些差距,需要在今后一段时间内下工夫,努力做好各项工作。

1.要加快国际化进程,拓宽国际合作渠道

加强教师、学生与国际高水平高校的交流,增加本科生到国外高校的短期学习。近年已引进一名英国高校教师兼职,有望再引进多名教师。合作办学及合作办实验室也在洽谈中。

2.进一步加大投入,努力出新成果,改善教学条件

新的现代化实验室正在规划中,随着我校九龙湖校区的建设以及“985”二期的建设,新的实验室能在2006年9月投入使用。

“电机学”、“C++程序设计”等课程正在申报国家级精品课程,有望今年申报成功。“电力系统分析”、“电能系统基础”、“检测技术与系统设计”,“微特电机及系统”有望经过几年努力,获得国家级或省级精品课程。

多部学术专著和教材正在编写中,有望年内出版。

3.培养与引进并举,建设高素质的本科教学师资队伍

名校的成长过程就是名师的成长过程,高校的竞争就是教师的竞争。今后几年,要引进或培养国内外有较大影响、开拓创新的学术带头人8~10名,争取培养出省级或国家级教学名师。培养年轻教师,鼓励出国访问、学习、合作科研,多参加教学研究和科学研究,多出高水平成果。

八、结束语

当前,高等教育改革与发展千帆竞发,百舸争流。时不我待,不进则退。专业建设是一项复杂、长期而艰巨的系统工程。我系全体师生员工有决心、有信心在专业建设上下工夫,以崭新的思路、更扎实的工作,深化改革,教育创新,建设全国领先、国际先进的电气工程新学科。

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